IL "PRINCIPIO GENERALIZZATO" DELLA CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA

Nel caso specifico dell’enunciazione del primo principio della termodinamica non è agevole identificare un singolo scienziato che abbia il merito di aver scoperto il “principio generalizzato” della conservazione dell’energia, infatti durante il trentennio che va dal 1830 al 1860, moltissimi scienziati tra studiosi autodidatti, fisici, ingegneri e medici espressero una loro idea della conservazione dell’energia, con formulazioni differenti e con motivazioni ed esperimenti diversi.

Era nell’aria il fatto che in quegli anni si arrivasse all’idea, oramai presente nell’immaginario collettivo, di energia e ad una sua formulazione concettuale riconosciuta e univoca.

Questa situazione fu superata in quanto intervennero:

• Fattori scientifici: dalla scoperta di contatti sempre più stretti tra fenomeni magnetici, elettrici, meccanici, termici, chimici e biologici che spingevano a far pensare l’esistenza di una grandezza unificatrice che potesse riunire sotto la stessa spiegazione numerosi fenomeni naturali;

• Fattori tecnico-scientifici: rispondere ai problemi posti dalle nuove macchine termiche;

• Fattori culturali: la diffusa idea di filosofi, letterati ed artisti che la natura dovesse essere interpretata come una manifestazione di un principio attivo fondamentale.

Uno dei primi ad ipotizzare un concetto generalizzato di energia, in corsa verso l’enunciazione del principio, fu il medico tedesco Robert j. Mayer (1814-1878).

Il suo campo di azione era la fisiologia ed in particolare il problema sull’origine del calore animale. Lavorando in questo ambito arrivò ad enunciare nel 1842 un principio di equivalenza tra il lavoro meccanico di un gas perfetto (o ideale) ed il calore, partendo a studiare i calori specifici dei gas ideali. Egli considerò il calore specifico molare di un gas ideale a pressione costante cp e a volume costante cv.

Entrambi misuravano la quantità di calore che può scambiare una mole di gas per variare di un grado la sua temperatura, lo scambio può avvenire a pressione costante (isobora) o a volume costante (isocora).

Il risultato dei suoi studi si riassumono nella sua relazione detta appunto relazione di Mayer:

Cp-cv=R